polimorfizmus

  • absztrakt
  • Háttér:
  • mód:
  • lelet:
  • értelmezés:
  • bevezetés
  • mód
  • Népességi tanulmány
  • genotipizálás
  • Statisztikai analízis
  • Szisztematikus áttekintés és metaanalízisek
  • az eredmény
  • A V103I polimorfizmus hatása a BMI-re három vizsgálatban a Brit Kaukázuson
  • Meta-elemzés
  • vita

absztrakt

Háttér:

Korábbi tanulmányok azt sugallják, hogy a melanocortin-4 (MC4R) receptor gén egyik változata fontos a közönséges elhízás elleni védelemben. Ennek a kapcsolatnak a megerősítéséhez azonban nagyobb vizsgálatokra van szükség.

mód:

Három kohorszos vizsgálatban értékeltük az összefüggést az MC4R gén V103I polimorfizmusa és az elhízás között, összesen 8304 egyén esetében. A releváns vizsgálatok metaanalízisét is elvégeztük, amely 10 975 esetet és 18 588 kontrollt tartalmazott, annak érdekében, hogy eredményeinket összefüggésbe hozzuk.

lelet:

Valamennyi vizsgálat elemzésében az izoleucin allélt hordozó alanyok 18% -kal (95% konfidenciaintervallummal 4-30%, P = 0,015) alacsonyabb elhízási kockázattal rendelkeztek, mint a nem hordozók. A tanulmányok között nem volt heterogenitás, és a publikációban nem volt látható elfogultság.

értelmezés:

Ez a tanulmány megerősíti, hogy a V103I polimorfizmus a lakosság szintjén véd az emberi elhízás ellen. Mint ilyen, bizonyítékot szolgáltat arra, hogy bizonyos génvariánsok legalább részben megmagyarázhatják az érzékenységet és az emberi elhízás általános formáival szembeni ellenállást. Az asszociáció hátterében álló mechanizmusok jobb megértése segít meghatározni, hogy az MC4R aktivitásának változásai terápiás potenciállal bírnak-e.

A melanokortin-4 receptor (MC4R) egy központi melanokortin rendszer része, amelyről ismert, hogy szabályozza az ételbevitelt és az energia homeosztázist. Az MC4R gén megszakadása egerekben és emberekben hyperphagia és elhízáshoz vezet. A funkcionális mutációk elvesztése az MC4R-ben a monogén elhízás legismertebb formája, és a súlyos gyermekkori elhízásban szenvedő betegek 4-5% -ában fordul elő. 1, 2

Ezzel szemben az MC4R variánsok szerepe a poligénes elhízásban bizonytalan. Körülbelül 2-4% vivőfrekvenciával a missense V103I variáns az MC4R leggyakoribb kódoló polimorfizmusa. Egy nemrégiben végzett, 3631 eseten és 4082 kontrollon alapuló közös elemzés azt sugallta, hogy az I103 alléllal rendelkező egyének 31% -os elhízási kockázattal járhatnak a nem gyógyítókhoz képest; ennek a kapcsolatnak azonban csak marginális statisztikai jelentősége volt. 3 A gén-betegség összefüggés megbízható megerősítéséhez vagy cáfolásához átfogó vizsgálatokra van szükség. 4, 5 Ezért értékeltük az MC4R V103I polimorfizmus és az elhízás közötti összefüggést egy populációs vizsgálat sorozatában, amely 1053 esetet és 7251 kontrollt tartalmazott. Ezek a vizsgálatok bekerültek a metaanalízisbe, és összesen 10.975 esetet és 18.588 kontrollt szolgáltattak.

mód

Népességi tanulmány

Felhasználtuk az Európai Prospektív Rákkutatás (EPIC) norfolki kohorszának és az MRC Ely tanulmány adatait. Az etikai bizottságok mindkét tanulmányt jóváhagyták, és minden résztvevő megalapozott beleegyezést adott. Az EPIC egy krónikus betegségek prospektív kohorszvizsgálata, amely körülbelül 25 000 45–75 éves norfolki lakost érint, akik 1993 és 1997 között kerültek be a háziorvosi nyilvántartásokba. 6 Ez etnikailag homogén kaukázusi populáció. Ezek a résztvevők orvosi alapvizsgálaton estek át. 1998 januárja óta meghívtuk a csoportot egy második orvosi vizsgálatra, és 2000 októberéig 15 786 ember vett részt rajta. A toborzás, antropometriai mérések, orvosi vizsgálatok és kérdőívek részleteit szabványosított protokollok alapján tették közzé. 6 DNS-t extraháltunk 15 786 vér/EDTA mintából (Whatman Biosciences, Ely, Egyesült Királyság), amelyet a második orvosi vizsgálat során vettünk.

Ezen elemzés céljából megvizsgáltuk a 15 786 EPIC-vizsgálatban résztvevő két alcsoport adatait, akik részt vettek a második egészségügyi vizsgálatban. Az EPIC1 egy véletlenszerű minta, amely 5000 résztvevőből áll, akiknek nem volt alapbetegsége (rák, szívkoszorúér-betegség és cukorbetegség), és akik teljesen megrendelték a DNS-t, a kitöltött élelmiszer-gyakorisági kérdőív adatait, valamint a vér HbA1C-értékét és a testtömeg-indexet (BMI) mérték. két klinikai vizsgálat. Az EPIC2 3345 résztvevőt tartalmaz, akiknek teljesen rendezett DNS áll rendelkezésre a genotipizáláshoz. 692 résztvevőt kizártunk az EPIC2-ből, mert ők is jelen voltak az EPIC1 mintavételkészletben. Ezt a kettős fájlt azonban felhasználtuk a genotípus eredményeink konzisztenciájának értékelésére.

Ugyancsak felhasználtuk az MRC Ely tanulmány adatait, egy prospektív, populációalapú kohorsz-tanulmány a 2-es típusú cukorbetegség és a kapcsolódó anyagcserezavarok etiológiájáról és patogeneziséről. 7, 8 A vizsgálati populáció ismét etnikailag homogén kaukázusi populációból áll, amelyben a fenotípusos adatokat klinikai vizsgálatokban rögzítették, antropometriai mérésekhez szabványosított protokollokkal. Valamennyi résztvevő a kiinduláskor 40 és 65 év közötti volt. Ezt a kohort a magas válaszadási populáció (74%) mintavételi keretrendszeréből vették át, reprezentatív képet alkotva ezzel az általános népesség számára Kelet-Anglia ezen területén. Ezen elemzés céljából a második állapotfelmérésből gyűjtött adatokat használtuk fel, a kiindulási értékhez képest körülbelül négy és fél évvel.

Az egyes csoportok résztvevőit elhízott esetekként és nem elhízott kontrollként definiáltuk a kiindulási legalább 30 kg/m2 BMI vagy 30 kg/m2 alatti BMI alapján.

genotipizálás

Az EPIC1, EPIC2 és Ely G → A szubsztitúció (izoleucin valin) genotipizálását végeztük az MC4R gén (rs2229616) 103. kodonánál, amelyet TaqMan kémia (Applied Biosystems, Warrington, Egyesült Királyság) segítségével nyertünk. Az egyes sikeresen genotipizált kohorszok aránya 98, 0, 86, 5 és 97,3% volt az EPIC1, EPIC2 és Ely esetében.

Statisztikai analízis

Hard 2 teszt segítségével teszteltük a Hardy - Weinberg egyensúlyt. Korábbi beszámolók alapján domináns genetikai modellt alkalmaztunk, összehasonlítva a gyakori homozigótákat (G/G) az A allél hordozóival (G/A vagy A/A). Az összes elemzéshez a Stata 8.0 verzióját (Stata Corporation, College Station, Texas, USA) használtuk.

Szisztematikus áttekintés és metaanalízisek

A 2005 júniusa előtt közzétett esetkontroll- és kohorszvizsgálatokat, amelyekben az MC10R V103I gén polimorfizmusa kapcsolódott a BMI-hez, elektronikus PubMed kereséssel, a releváns referencia listák beolvasásával azonosították, és a tanulmány szerzőivel megkeresték a publikálatlan vagy további táblázatos adatokat. Használtuk a MeSH kifejezéseket és az MC4R-hez kapcsolódó szabad szövegeket (pl. "Receptor, melanocortin, type 4", "melanocortin receptor 4", "MC4R") együtt az elhízással (pl. "Obesity", "Obesity, Morbid", " testtömeg "," testtömeg-index "," ritkaság "," súly "," túlsúly ") és polimorfizmusokkal (pl." polimorfizmus, egyetlen nukleotid "," gének "," mutáció "," genotípus "," variáns ", ).

Csak olyan vizsgálatokat vontunk be, amelyekben elérhető volt az elhízás-kontroll státusza genotípus szerint. Tanulmányi szinten más, előre meghatározott mutatókról gyűjtöttünk információkat a heterogenitás lehetséges forrásainak vizsgálatához: eset-kontroll definíció; vajon a tanulmányok felnőtteket, gyermekeket vagy mindkettőt vették-e be etnikai hovatartozás; az esetek és az ellenőrzések közötti kapcsolat; egyének vagy kiválasztott egyének. Határozott és véletlenszerű hatású modelleket használtunk a genotípus és az elhízás közötti kapcsolat közös becslésének kiszámításához. A vizsgálatok közötti heterogenitást a Q heterogenitási statisztikák alapján értékeltük, és a publikációban az esetleges elfogultság bizonyítékának értékelésére szűkítéseket és az Egger-tesztet használtunk.

az eredmény

A V103I polimorfizmus hatása a BMI-re három vizsgálatban a Brit Kaukázuson

8304 résztvevő számára teljes BMI és genotípus adatok álltak rendelkezésre. A kontroll populációkban a genotípus eloszlás összhangban volt a Hardy-Weinberg egyensúlyban várható eloszlásokkal (P> 0,05). 692 minta részcsoportjában a genotipizáló módszerek közötti egyezés 99,9% volt. Az 1. táblázat bemutatja a vizsgálatban résztvevők demográfiai és antropometriai jellemzőit a V103I genotípus szerint e három vizsgálat esetében. Megállapítottuk, hogy a résztvevők átlagos életkora genotípustól függően változott (P = 0,025) az Ely vizsgálati készletben; ez a megfigyelés azonban nem volt látható a többi kohorszban, és valószínűleg véletlenszerű eredmény. Nem volt összefüggés a V103I genotípus és a BMI között. Ehhez hasonlóan nem találtunk statisztikailag szignifikáns összefüggést a genotípus és az elhízás között (2. táblázat). Az életkor-kiigazítás nem változtatta meg jelentősen az eredményeket. Korlátozott mintanagyságunk miatt azonban ezeket az eredményeket az összes rendelkezésre álló adat metaanalízisévé egyesítettük.

Asztal teljes méretben

Asztal teljes méretben

Meta-elemzés

Összesen 25 adatkészlet, köztük három ebből a tanulmányból, 30 300 alany teljesítette a metaanalízisbe való felvétel kritériumait (1. ábra). 2, 3, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 Azonban csak 22 adatkészlet valószínűségi arányát tudtuk kiszámítani (n = 29 563). Ez az összeg tartalmazta a két csoport (Farooqi és mtsai. És Hebebrand és mtsai.) Által kiadott, publikálatlan kiegészítő adatokat, amelyek a korábbi publikációkat helyettesítik (a részleteket lásd az 1. ábra lábjegyzeteiben). A 22 adatsor közül 21 képviselte a kaukázusi populációt; az egyik fekete amerikaiak adatait tartalmazta. 15 A kontroll populációk közül az izoleucin allélok gyakorisága 0,5 és 3,4% között mozgott (1. ábra). Rögzített effektus-modell segítségével azt találtuk, hogy összességében a V103I genotípus közvetetten összefügg az elhízással (valószínűség: 0,84; 95% -os konfidencia intervallum: 0,70-0,96; P = 0,015). A vizsgálatok között nem volt heterogenitás (Q = 13, 99 (21 df); P = 0,987); ennek eredményeként a véletlen hatás modell szerinti eredmények megegyeztek. A V103I és az elhízás közötti kapcsolat tölcsértáblázata a minta nagyságához viszonyítva szimmetrikus eloszlást mutatott (P = 0,326), ami azt jelzi, hogy nem volt nyilvánvaló érdeklődés a publikáció iránt.

MC4R V103I polimorfizmus és elhízás vizsgálatok metaanalízise. * A szerzõkkel személyes levelezéssel fogadta. † Csak svéd elhízási vizsgálat adatai. ‡ A HERITAGE családi tanulmány további adatait tartalmazza, független szülők: a ) fehér; b ) feketék. § csak az Essen-kohorszra benyújtott adatok, Geller, 2004; az ausburgi kohortot (KORA) kihagyták, és helyébe a Heor-ban 2005-ben megjelent KORA-felmérések léptek. ∣ ∣ Quebeci családvizsgálat: csak szülői adatok. ¶ Helyettesíti a korábbi 1., 31. kiadványokat, és egyéb, még nem publikált adatokat tartalmaz (kérésre a megfelelő szerzőtől kapható). # Az eredmény az eredeti adatok újbóli elemzésén alapul, más publikálatlan adatok bevonásával (a szerzőtől kérésre elérhető), és felváltja a korábbi publikációkat. 24, 32, 33, 34 ** Összesen három vizsgálat kizárt, egy csoportban 0 hordozó volt, és az OR-t nem lehetett kiszámítani. 11, 13, 17

Teljes méretű kép

vita

Ezek a 10 975 eset és 18 588 kontroll adatai megerősítik, hogy az izoleucin allélben szenvedő egyéneknél alacsonyabb az elhízás kockázata, mint a nem hordozóknál. Míg azonban az előző összefoglaló elemzés 31% -os kockázatcsökkenést mutatott, 3 csaknem négyszeres számú személyre alapozott adataink azt mutatják, hogy ez a csökkent kockázat 18% körüli lehet, ami arra utal, hogy az eredeti kapcsolatot túlbecsülték. Vizsgálatunk hangsúlyozza, hogy átfogó vizsgálatokra van szükség a gén- és betegségtársulások megbízható értékeléséhez.

Számos tanulmány szerint a V103I variáns nem működőképes. Kimutatták, hogy a V103I normális endogén agonista ligandumprofillal és normális sejtfelszíni receptor expressziós szinttel rendelkezik. 2, 3, 10, 24, 25 A legújabb funkcionális vizsgálatok azonban azt mutatták, hogy a ritka I103 allél kevésbé reagál az agouti-rokon fehérjére (AGRP), mint a vad típusú receptor. 26 Az AGRP egy endogén MC4R antagonista, amely stimulálja az energiafelvételt és elősegíti a súlygyarapodást. 27, 28, 29, 30 A V103I által közvetített csillapítás az MC4R AGRP általi aktiválásakor így viszonylag gyengébb orexigén jelhez vezethet; ez viszont az elhízás viszonylag alacsonyabb kockázatához vezethet az emberi populációban. Ezek az eredmények együttesen azt sugallják, hogy a V103I polimorfizmus okozati összefüggésben lehet elhízási kockázattal. Alternatív megoldásként ez a variáns kötődési egyensúlyhiányban lehet egy ismeretlen funkcionális változattal az MC4R gén másutt vagy a szabályozó régiókban.

Elemzésünket számos tényező korlátozta. Nem tudjuk felmérni a nem mérhető genetikai vagy környezeti módosítók hatását az asszociáció méretére és irányára. Az egymásrautaltságra azonban nincs bizonyíték. Másodszor, a V103I polimorfizmus ritkasága és az ebben a vizsgálatban megfigyelt asszociáció mértéke miatt nem zárhatjuk ki annak lehetőségét, hogy ez a megállapítás hamis pozitív; ez a magyarázat azonban valószínűtlen, figyelembe véve tanulmányunk méretét és e gén szerepét a monogén elhízásban. Végül a tanulmányterv és az esetmeghatározások közötti különbségek torzíthatják a V103I genetikai variáns és az elhízás közötti kapcsolat mértékét is. E különbségek ellenére nem találtunk statisztikai bizonyítékot a heterogenitásról a vizsgálatok között.

Összefoglalva: ebben a metaanalízisben 29 563 személy megerősíti, hogy az MC4R V103I genotípus véd az elhízás ellen. Becsléseink szerint a populáció elhízásának 17% -a tulajdonítható közös homozigóta genotípusnak. Ez a polimorfizmus az első, amely következetesen összefüggésbe hozható az emberi elhízás népességi szintű változásával. Mint ilyen, bizonyítékot szolgáltat arra, hogy a specifikus genetikai variánsok legalább részben megmagyarázhatják az érzékenységet és az ellenállást az emberi elhízás általános formáival szemben. Az asszociáció hátterében álló mechanizmusok jobb megértése segít meghatározni, hogy az MC4R aktivitásának változásai terápiás potenciállal bírnak-e.